(57)【要約】【課題】  簡易な構成で電子制御装置の電子部品が高温になるのを抑制可能な技術を提供する。【解決手段】  電子制御装置は、基板２３と基板２３上に実装された電子部品と、基板２３に設けられたターミナル３７と電気的に接続するステータコイル３５を備えている。そして、ステータコイル３５の反基板面側の無限遠方から基板に対してステータコイル３５を投影した領域に、電子部品が実装されていない。  ステータコイル３５の反基板面側の無限遠方から基板に対してステータコイル３５を投影した基板２３の領域は、ステータコイル３５に加熱されて温度が高くなる。その投影領域に電子部品が実装されていないと、特別な装置を必要とせずに、すなわち、簡易な構成で電子部品が高温になるのを抑制することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
基板上に実装された電子部品と、
基板に設けられたターミナルと電気的に接続するステータコイルを備えており、
ステータコイルの反基板面側の無限遠方から基板に対してステータコイルを投影した領域に、電子部品が実装されていないことを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
基板と、
基板上に実装された電子部品と、
基板に設けられたターミナルと電気的に接続するステータコイルを備えており、
基板には、その実装面をターミナル側領域と反ターミナル側領域に区画するスリットが形成されており、
ターミナル側領域に電子部品が実装されていないことを特徴とする電子制御装置。
【請求項３】
スリットは、ステータコイルの反基板面側の無限遠方から基板に対してステータコイルを投影した領域内であり、かつ投影領域の中央から見てターミナルの外方側に形成されており、前記投影領域内のスリット外方側に電子部品が実装されていることを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
スリットには、基板よりも熱伝導率が小さい樹脂が充填されていることを特徴とする請求項２または３に記載の電子制御装置。
【請求項５】
基板ケースと、
基板ケース内に収容された請求項１に記載の電子制御装置と、
基板ケースに隣接して設けられたポンプケースと、
基板ケースとポンプケースによって形成されるポンプ室内に回転可能に収容されたロータを備えており、
ロータは、フィンを有するとともにステータコイルの内方または外方に配置され、
ポンプ室のロータ収容部位と対向する基板上の領域には、発熱量が大きい電子部品が実装されていることを特徴とする電動ポンプ。
【請求項６】
基板と、
基板上に実装された電子部品と、
基板と電子部品を収容する基板ケースと、
基板ケースに隣接して設けられたポンプケースと、
基板ケースとポンプケースによって形成されるポンプ室内に回転可能に収容されたロータとを備え、
ロータは、フィンを有するとともにステータコイルの内方または外方に配置され、
基板には、その実装面をターミナル側領域と反ターミナル側領域に区画するスリットが形成されており、
基板のターミナル側領域には、ポンプ室のロータ収容部位と対向する領域を除いて、電子部品が実装されていないことを特徴とする電動ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置に関するものである。詳しくは、電子制御装置の基板に実装する電子部品の温度が高くなるのを抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータを内蔵する装置（例えば、電動ポンプ）の動作を制御する電子制御装置が知られている。電子制御装置は、基板と、基板上に実装された電子部品と、基板に設けられたターミナルと電気的に接続するステータコイルを備えている。ステータコイルは通電されると発熱する。ステータコイルが発熱すると、その熱によって基板上に実装された電子部品が高温になる。高温になった電子部品は、故障したり、寿命が低下したりする。
特許文献１に記載のポンプ装置では、電子制御装置のステータコイルの周囲にウォータジャケットを配置し、ウォータジャケット内の水によってステータコイルを冷却している。ウォータジャケットでステータコイルを冷却すると、電子部品が高温になるのを抑制することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５７１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のポンプ装置のように、ステータコイルの周囲にウォータジャケットを配置すると、構成が複雑になる。ウォータジャケットは、冷却水が流通する流路や、冷却水とステータを隔てる壁を必要とするからである。
本発明は、その問題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で電子制御装置の電子部品が高温になるのを抑制可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電子制御装置は、基板と、基板上に実装された電子部品と、基板に設けられたターミナルと電気的に接続するステータコイルを備えている。そして、ステータコイルの反基板面側の無限遠方から基板に対してステータコイルを投影した領域に、電子部品が実装されていないことを特徴としている。
ステータコイルは、発熱して高温になる。ステータコイルの反基板面側の無限遠方から基板に対してステータコイルを投影した基板の領域は、ステータコイルに加熱されて温度が高くなる。この電子制御装置のように、ステータコイルの反基板面側の無限遠方から基板に対してステータコイルを投影した領域に電子部品が実装されていないと、特別な装置を必要とせずに、すなわち、簡易な構成で電子部品が高温になるのを抑制することができる。
【０００６】
本発明の他の１つの電子制御装置は、基板と、基板上に実装された電子部品と、基板に設けられたターミナルと電気的に接続するステータコイルを備えている。そして、基板には、その実装面をターミナル側領域と反ターミナル側領域に区画するスリットが形成されており、ターミナル側領域に電子部品が実装されていないことを特徴としている。
基板には、ターミナルを介してステータコイルから熱が伝わる。この電子制御装置の基板には、その実装面をターミナル側領域と反ターミナル側領域に区画するスリットが形成されている。このため、スリットによって、基板のターミナル側領域から反ターミナル側領域に伝わる熱量を少なくすることができる。基板のターミナル側領域から反ターミナル側領域に伝わる熱量を少なくすると、ターミナル側領域の温度は高くなるが、ターミナル側領域に電子部品が実装されていないので、問題は生じない。基板のターミナル側領域から反ターミナル側領域に伝わる熱量を少なくすると、反ターミナル側領域の実装した電子部品の温度が高くなるのを抑制することができる。よって、基板にスリットを形成するという簡易な構成で、電子部品が高温になるのを抑制することができる。
【０００７】
上記の電子制御装置において、スリットは、ステータコイルの反基板面側の無限遠方から基板に対してステータコイルを投影した領域内であり、かつ投影領域の中央から見てターミナルの外方側に形成されており、前記投影領域内のスリット外方側に電子部品が実装されていることが好ましい。
この電子制御装置によれば、基板のスリットが、ステータコイルの反基板面側の無限遠方から基板に対してステータコイルを投影した領域内であり、かつ投影領域の中央から見てターミナルの外方側に形成されている。このため、ステータコイルからターミナルを介して基板に伝わる熱は、まずスリットの内方側の基板領域に伝わる。そして、スリットによって、スリットの内方側の基板領域から、スリットの外方側の領域に伝わる熱量を少なくすることができる。このため、ステータコイルによって加熱される投影領域内に電子部品を実装しても、電子部品の温度が高くなるのを抑制することができる。
【０００８】
上記の電子制御装置において、スリットには、基板よりも熱伝導率が小さい樹脂が充填されていることが好ましい。
スリットに基板よりも熱伝導率が小さい樹脂が充填されていると、スリットを横切って伝わる熱量を少なくすることができる。
【０００９】
本発明の電動ポンプは、基板ケースと、基板ケース内に収容された請求項１に記載の電子制御装置と、基板ケースに隣接して設けられたポンプケースと、基板ケースとポンプケースによって形成されるポンプ室内に回転可能に収容されたロータを備えている。ロータは、フィンを有するとともにステータコイルの内方または外方に配置され、ポンプ室のロータ収容部位と対向する基板上の領域には、発熱量が大きい電子部品が実装されていることを特徴としている。
電動ポンプのポンプ室内は、液体が通過する。上述の電動ポンプは、ポンプ室のロータ収容部位と対向する基板上の領域に、発熱量が大きい電子部品が実装されている。このため、発熱量が大きい電子部品がポンプ室内を通過する流体によって冷却される。よって、特別な装置を必要としない簡易な構成で、電子部品が高温になるのを抑制することができる。
ここで発熱量が大きい電子部品とは、基板に実装されている電子部品の内、相対的に発熱量が大きい電子部品を意味する。
【００１０】
本発明の他の１つの電動ポンプは、基板と、基板上に実装された電子部品と、基板と電子部品を収容する基板ケースと、基板ケースに隣接して設けられたポンプケースと、基板ケースとポンプケースによって形成されるポンプ室内に回転可能に収容されたロータとを備えている。ロータは、フィンを有するとともにステータコイルの内方または外方に配置され、基板には、その実装面をターミナル側領域と反ターミナル側領域に区画するスリットが形成されており、基板のターミナル側領域には、ポンプ室のロータ収容部位と対向する領域を除いて、電子部品が実装されていないことを特徴としている。
この電動ポンプの基板には、実装面をターミナル側領域と反ターミナル側領域に区画するスリットが形成されている。基板のターミナル側領域は、ターミナルを介してステータコイルの熱が伝わる。基板にスリットが形成されているので、ターミナル側領域から反ターミナル側領域に伝わる熱量は少ない。このため、反ターミナル側領域に実装する電子部品の温度が高くなるのを抑制することができる。ターミナル側領域のポンプ室のロータ収容部位と対向する領域は、ポンプ室内を通過する液体によって冷却される。従って、ターミナル側領域のポンプ室のロータ収容部位と対向する領域を除く領域は、温度が高くなる。この電動ポンプのように、基板のターミナル側領域には、ポンプ室のロータ収容部位と対向する領域を除いて電子部品が実装されていないと、電子部品の温度が高くなるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る電動ポンプについて、図面を参照しながら説明する。
電動ポンプは、液体（例えば、水）を吸入して昇圧し、その昇圧した液体を吐出する。図１に示すように、電動ポンプ１０は、ハウジング１２、回路基板２３、ステータ３３、ロータ４３、ボディ５０を備えている。なお、以下においては、説明の便宜上、図１の上下を電動ポンプ１０の上下とする。また、図１の右側を電動ポンプ１０の一方側、左側を電動ポンプ１０の他方側とする。ハウジング１２は、樹脂成形品であり、その下部には、下方が開放された第１ハウジング凹部１４が形成されている。また、ハウジング１２の上部の他方側には、横断面が円形状のハウジング凸部１５が形成されている。ハウジング凸部１５の側壁周りには、外壁１７が形成されている。ハウジング凸部１５と外壁１７によって、上方が開放された環状の第２ハウジング凹部２０が形成されている。
ハウジング凸部１５内には、下方が第１ハウジング凹部１４に連通する第３ハウジング凹部１６が形成されている。詳しくは後述するが、第３ハウジング凹部１６には、ステータ３３が収容される。ハウジング１２の上部の一方側には、コネクタ２１が設けられている。
【００１２】
図２に示すように、回路基板２３は、基板本体２４と、電子部品２５、２９を有している。なお、符号「２５」が付された電子部品は発熱量が大きいもの（例えば、パワートランジスタやパワーダイオード）であり、符号「２９」が付された電子部品は発熱量が小さいもの（例えば、コンデンサや電源サージ吸収用ダイオード）である。基板本体２４は板状に形成されており、その両面にはプリント配線（図示省略）が施されている。電子部品２５、２９は、基板本体２４の表面側（上面側）に実装されている。また、回路基板２４上には、ターミナル２６が装着されている。ターミナル２６は、電気路２８（図１参照）を介して、コネクタ２１と接続されている。コネクタ２１には、回路基板２３動作用の電力が供給される。基板本体２４には、ターミナル用ランド２７が３つ設けられている。詳しくは後述するが、ターミナル用ランド２７には、ターミナル３７を介してステータ３３が装着される。図２では、ステータ３３の図示を省略している。
図３に示すように、基板本体２４の裏側面には、チップトランジスタ３０やチップ抵抗３１が設けられている。
図２、図３に示されているＡ領域とＢ領域については、後述にて詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すように、ステータ３３は、ステータコア３４とステータコイル３５を備えている。図４に示すように、ステータコア３４には、放射状のスロット３６が６つ形成されている。ステータコア３４は、図４に示す平面形状を有する薄鋼板を積層することによって形成されている。ステータコイル３５は、ステータコア３４の各スロット３６に巻き付けられている。
基板本体２４の各ターミナル用ランド２７には、図１に示すターミナル３７が立設した状態で半田付けされている。ターミナル３７の上端部には、ステータコア３４の下端部が固着されている。ターミナル３７は、図示を省略する配線によってステータコイル３５と接続されている。
ステータ３３は、ハウジング１２の第３ハウジング凹部１６に収容されている。回路基板２３は、ハウジング１２の第１ハウジング凹部１４に収容されている。第１ハウジング凹部１４の残余空間には、ポッティング材４１が充填されている。ハウジング１２は、請求項に記載の「基板ケース」に相当する。
【００１４】
ロータ４３は樹脂製であり、その上部には、複数枚のフィン４４が形成されている。ロータ４３の下部には、筒状部４５が形成されている。ロータ４３は磁性粉を含有することによって磁化されている。
ロータ４３には、軸受部材４７が固着されている。ハウジング凸部１５には、シャフト４６が固定されている。シャフト４６のハウジング凸部１５から突出した部分には、軸受部材４７が回転可能に装着されている。従って、ロータ４３は、シャフト４６廻りに回転することができる。ロータ４３がシャフト４６に装着された状態では、ロータ４３の筒状部４５は、ハウジング１２の第２ハウジング凹部２０内に配置される。
ボディ５０は樹脂製であり、ロータ４３の上部を覆うようにして、ハウジング１２に溶着されている。ボディ５０には、吐出ポート（図示省略）と吸入ポート５１が形成されている。ボディ５０は、請求項に記載の「ポンプケース」に相当する。
回路基板２３は、ステータ３３の各ステータコイル３５に順次電力を供給する。すると、その磁力作用でロータ４３が回転する。ロータ４３が回転すると、吸入ポート５１から液体が吸入される。吸入された液体は、ロータ４３によって昇圧され、吐出ポートから吐出する。吸入された液体は、ハウジング１２の第２ハウジング凹部２０にも入り込む。第２ハウジング凹部２０に入り込んだ液体は、ロータ４３が回転することによって攪拌され、頻繁に入れ替わる。
【００１５】
図２に示されているＡ領域（一点鎖線で囲まれた領域）は、ステータコイル３５を基板本体２４に投影したときに、その投影によって基板本体２４の表面側に形成される領域を含む円形状の領域である。図３に示されているＣ領域は、基板本体２４の表面側のＡ領域を、そのまま基板本体２４の裏面側に透過した領域である。ステータコイル３５は、通電されると発熱する。ステータコイル３５が発熱すると、その熱はターミナル３７やポッティング材４１を伝導して基板回路２３を加熱する。本実施形態の電動ポンプ１０では、基板本体２４の表側面のＡ領域に電子部品２５、２９が実装されていない。このため、電子部品２５、２９が熱影響を受けて高温になり、寿命が低下したり、故障したりするのが防止されている。基板本体２４の裏側面のＣ領域に電子部品２５、２９を実装しないことによっても、電子部品２５、２９が高温になるのを防止することができる。
また、図２に示されているＢ領域（円形状の２つの点線で囲まれたドーナツ状の領域）は、基板本体２４の表面側で、ハウジング１２の第２ハウジング凹部２０と対向する領域である。図３に示されているＤ領域は、基板本体２４の表側面のＢ領域を、そのまま基板本体２４の裏面側に透過した領域である。基板本体２４の表側面のＢ領域には、発熱量が大きい電子部品２５が実装されている。第２ハウジング凹部２０内には、液体が入り込んでいる。このため、Ｂ領域に実装されている電子部品２５、２９は、ハウジング１２とポッティング材４１を介して、第２ハウジング凹部２０内の液体によって冷却される。よって、発熱量が大きい電子部品２５が高温になってしまうのが防止される。基板本体２４の裏側面のＤ領域に発熱量が大きい電子部品２５を実装することによっても、電子部品２５が高温になってしまうのを防止することができる。
【００１６】
（第２実施形態）
上述した第１実施形態と重複する内容は省略し、本第２実施形態として特徴的な部分のみを説明する（後述する第３実施形態についても同様である）。
図５に示すように、基板本体２４のターミナルランド２７の周りには、部分円弧状のスリット６０が３つ設けられている。電子部品２５、２９は、スリット６０よりも外方の領域に実装されている。第１ハウジング凹部１４に充填されるポッティング材４１は、スリット６０内にも充填されている。ポッティング材４１の熱伝導率は、基板本体２４のそれよりも小さい。このような熱伝導率の大小関係は、例えば、ポッティング材４１をエポキシ系あるいはシリコン系の材料とし、基板本体をガラスエポキシ製とすることで実現できる。ポッティング材４１の熱伝導率が基板本体よりも小さいと、ステータ３３からターミナル３７を介して基板本体２４に伝わった熱が、電子部品２５、２９が実装されている領域にまで拡がるのが抑制される。よって、電子部品２５、２９の温度を低くすることができる。
スリット６０には、ポッティング材４１を充填しなくてもよい。例えば、スリット６０をテープでマスキングしておき、その状態でポッティング材４１を充填すれば、スリット６０内は空間として残される。スリット６０内が空間だと、ターミナル３７を介して基板本体２４に伝わったステータの熱が、電子部品２５、２９の実装領域まで拡がるのがより抑制される。
【００１７】
（第３実施形態）
図６に示すように、基板本体２４には、直線状のスリット７０が形成されている。スリット７０内には、ポッティング材４１が充填されている。ポッティング材４１の熱伝導率は、基板本体２４よりも小さい。図６に示されているＡ領域は、第１実施形態と同様に、ステータコイル３５を基板本体２４に投影したときに、その投影によって基板本体２４の表面側に形成される領域を含む円形状の領域である。Ｂ領域も、第１実施例と同様に、ハウジング１２の第２ハウジング凹部２０と対向する領域である。スリット７０で隔てられた基板本体２４の一方側（図６の左側）には、電子部品７１が実装されている。スリット７０で隔てられた基板本体２４の他方側には、電子部品７３が実装されている。
スリット７０内に基板本体２４よりも熱伝導率が小さいポッティング材４１が充填されているので、ステータ３３からターミナル３７を介して基板本体２４に伝わった熱は、基板本体２４の他方側に伝わりにくい。このため、基板本体２４の他方側に実装されている電子部品７３の温度が高くなるのを抑制することができる。また、基板本体２４の一方側に実装されている電子部品７１は、第２ハウジング凹部２０内の液体によって冷却されるＡ領域に実装されている。このため、スリット７０内に基板本体２４よりも熱伝導率が小さいポッティング材４１が充填されているために、基板本体２４の他方側に熱が伝わりにくく、電子部品７１の温度が高くなるのを抑制することができる。ステータコイル３５によって加熱されるＡ領域には、電子部品が実装されていない。
【００１８】
ポッティング材４１として、基板本体２４よりも熱伝導率が大きい特性のものを用いると、上述した第２実施形態や第３実施形態が奏する効果を実現することができない。この場合には、スリット２７内やスリット７０内に、基板本体２４よりも熱伝導率が小さい閉塞部材を固着（例えば、溶着で固着する）することが好ましい。スリット２７内やスリット７０内に閉塞部材を固着すると、スリット２７、７０を横切って伝わる熱を小さくすることができる。
【００１９】
第１実施形態〜第３実施形態の電動ポンプによれば、特許文献１に記載されているようなウォータジャケットを設けることなく、電子部品の温度を効率的に低下させることができる。ウォータジャケットを設けても電子部品の温度を低下させることができるが、そのためには、ウォータジャケット内に液体を循環させるエネルギーが必要になる。ウォータジャケット内に液体を循環させるエネルギーが必要になると、モータの出力を大きくしなければならない。モータ出力を大きくすると、モータの発熱量が多くなってしまう。また、ウォータジャケットを設けると、その分だけ電動ポンプの形状や重量が大きくなってしまう。
本発明は、実施形態に記載したアウターロータタイプの電動ポンプのみならず、インナーロータタイプの電動ポンプにも適用することができる。
【００２０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る電動ポンプの縦断面図。
【図２】第１実施形態に係る回路基板の表側面の平面図（ステータ図示省略）。
【図３】第１実施形態に係る回路基板の裏側面の平面図。
【図４】第１実施形態に係る回路基板の表側面の平面図。
【図５】第２実施形態に係る回路基板の表側面の平面図。
【図６】第３実施形態に係る回路基板の表側面の平面図。
【符号の説明】
【００２２】
１０：電動ポンプ
１２：ハウジング
１４：第１ハウジング凹部
１５：ハウジング凸部
１６：第３ハウジング凹部
１７：外壁
２０：第２ハウジング凹部
２１：コネクタ
２３：回路基板
２４：基板本体
２５：電子部品
２６：ターミナル
２７：ターミナル用ランド
２８：電気路
２９：電子部品
３０：チップトランジスタ
３１：チップ抵抗
３３：ステータ
３４：ステータコア
３５：ステータコイル
３６：スロット
３７：ターミナル
４０：配線
４１：ポッティング材
４３：ロータ
４４：フィン
４５：ロータ
４６：シャフト
４７：軸受部材
５０：ボディ
５１：吸入ポート
６０：スリット
７０：スリット
７１：電子部品
７２：スリット材
７３：電子部品
【図１】
2006083760.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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